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¿Es principio del casillero la negación de Dedekind-infinito?

Desde La Wiki, "El Principio Del Palomar":

En matemáticas, el principio del palomar indica que si n elementos se poner en m cajas con n > m, entonces al menos uno de los casilleros deben contienen más de un elemento.

Desde "El Matemático de Infinito, como una Cuestión de Método," por Akihiro Kanamori:

En 1872 Dedekind fue poner juntos Fue sind und fue sollen morir Zahlen?, y él sería el primero en definir el conjunto infinito, con la definición de un conjunto para el que no hay una correspondencia uno a uno (bijection?) con un subconjunto. Esto es sólo la negación de la Caja Principio. Dedekind, en efecto, había invertido un aspecto negativo de finito cardinalidad en positivo la existencia de definición de lo infinito.

¿Cómo puede ser esto? Dedekind la definición de infinito no hace referencia a los números naturales o cualquier tipo de pedido:

Un conjunto $X$ es Dedekind-infinito si existe un subconjunto $X'$ $X$ y bijection $f:X'\rightarrow X$

Ver el seguimiento en mi respuesta a continuación.

12voto

MJD Puntos 37705

Aquí Dedekind la definición:

Un conjunto $S$ se dice que el ser infinito si hay una inyección de $S$ a uno de su propia subconjuntos.

Hay una oculta otra mitad implícita por esta definición, es decir, que un conjunto finito es uno que no es infinito. Uno podría imaginar que también dice:

Un conjunto $S$ se dice que el ser finito si no hay inyección de $S$ a cualquiera de su adecuada subconjuntos.

O lo que es equivalente:

No hay inyección de un conjunto finito $S$ a uno de su propia subconjuntos.

O lo que es equivalente:

Si $f$ es una asignación de un conjunto finito $S$ a uno de su propia subconjuntos, a continuación, $f$ no es una inyección

La sustitución de "inyección" con su definición:

Si $f$ es una asignación de un conjunto finito $S$ a uno de su propia subconjuntos, los hay de distintos $x$ $y$ $S$ $f(x) = f(y)$

Ahora viene lo que yo creo que es el único salto: imagina que los elementos de $S$ son las palomas, y que los casilleros están también marcadas por elementos de $S$. Pero no todos los elementos posibles de $S$ es una etiqueta, de modo que el conjunto de etiquetas es un subconjunto de a $S$. A continuación, la función de $f$ dice que, para cada paloma, el hoyo en el que se entra en:

Si $f$ es una asignación de un conjunto finito de palomas $S$ a un conjunto de casilleros marcados con los elementos de un subconjunto de a $S$,los hay de distintos palomas $x$ $y$ $f(x) = f(y)$

O lo que es equivalente:

Si $f$ envía las palomas de un conjunto finito $S$ a un conjunto de casilleros marcados con los elementos de un subconjunto de a $S$, los hay de distintos palomas $x$ $y$ enviado por el mismo agujero

Creo que esta es la versión de el principio del palomar que Kanamori estaba pensando.

Todavía hay una pieza que falta antes de llegar a su versión de el principio del palomar, que es finito conjuntos de tamaños, que son los números. Para hacer esto correctamente es un poco técnico. Se define un número para ser uno de los conjuntos de $0=\varnothing, 1=\{0\}, 2=\{0, 1\}, 3=\{0, 1, 2\}, \ldots$. Podemos definir a la $<$ a ser el mismo que $\in$, o tal vez la restricción de $\in$ para el conjunto de números. Por ejemplo, $1<3$ porque $1\in 3 = \{0,1,2\}$.

Entonces podemos demostrar que para cualquier conjunto finito $S$ no es exactamente un número $n$ , para los que hay un bijection $c:S\to n$, y podemos decir que este número único, que es el tamaño de la $|S|$ de $S$. Entonces podemos demostrar que si $S$ $S'$ son finitos conjuntos con $S'\subsetneq S$,$|S'|<|S|$.

Una vez que este "tamaño" de la maquinaria está en su lugar, podemos transformar la afirmación de que el principio del palomar por encima de uno acerca de un conjunto y su subconjunto a uno acerca de los tamaños de los dos conjuntos:

Si $f$ envía las palomas de un conjunto de tamaño $s$ a un conjunto de casilleros de tamaño $s'$,$s'<s$, los hay de distintos palomas $x$ $y$ enviado por el mismo agujero

O, dejando $f$ implícito:

Si las palomas se envían a partir de un conjunto de tamaño $s$ a un conjunto de casilleros de tamaño $s'$,$s'<s$, los hay de distintos palomas $x$ $y$ enviado por el mismo agujero

Que es bastante más de lo que usted dijo:

Si $s$ elementos se ponen en $s'$ casilleros con $s > s'$, al menos un casillero debe contener más de un elemento.

Espero que esto es un poco de ayuda.

9voto

DanV Puntos 281

Sí.

Aspecto finito según la definición de Dedekind es exactamente la afirmación "los asimientos del principio del casillero", es decir cada uno mismo-inyección es un surjection.

La idea es utilizar esta propiedad para definir lo finito y lo infinito.

3voto

Austin Mohr Puntos 16266

No necesita referencia los números naturales para indicar el principio del casillero. Así podría ser indicado que no hay ninguna inyección de un finito sistema a cualquiera de sus subconjuntos apropiados. Lo solemos llamar el principio del casillero (palomas de $n$ y $m$ agujeros con $n > m$) se convertiría en un caso especial.

3voto

HappyEngineer Puntos 111

No está claro qué entiende usted por su objeción. Dedekind la definición no hace uso de los números naturales, pero eso no significa que no podemos usar la inducción para demostrar que podemos encontrar $n$ elementos distintos de a $X$ para cualquier número natural $n$.

Si lo que quieres decir es que Dedekind no ha definido de "infinito", que es la verdadera. El Principio del Palomar es un intuitivamente cierto teorema, pero para demostrarlo rigurosamente, tendríamos una definición de lo finito. Lo que Dedekind está haciendo, es decir, "Vamos a usar el principio del palomar como nuestra definición para 'conjunto finito.'") Es decir, un conjunto infinito es aquel que no cumple el principio del palomar.

La intuición de esto es que un conjunto infinito $X$ contiene una contables subconjunto infinito, $\{x_1,x_2,\dots\}$. En cuyo caso, podemos definir a la $X'=X\setminus \{x_1\}$ y definen $f(x)=x$ si $x\not\in \{x_1,\dots\}$$f(x_n)=x_{n+1}$. De nuevo, que es una intuición, ya que en realidad no tienen una definición alternativa distinta de Dedekinds de "infinito" en este punto para comparar su con.

2voto

CallMeLaNN Puntos 111

En línea con MJD la respuesta -- excepto que no es necesario referirse a los tamaños de los conjuntos de...

El original del palomar es un problema de la asignación de un conjunto finito de palomas $P$ a un conjunto más pequeño de los agujeros $H$, el tamaño de un conjunto dado el número de elementos en ella.

Para aplicar la definición de Dedekind-finitud, debemos reformular el problema como uno que involucra un conjunto finito $S$, un subconjunto $S'$$S$, y un subconjunto $S''$ $S'$ donde $S$ corresponde a P en el problema original, S "corresponde a la H y S" corresponde al conjunto de ocupados (no vacío) de los agujeros.

$S''\subset S' \subset S$

Por "corresponde a" me implica la existencia de un bijection a los conjuntos de "etiquetas," $S$, $S'$ y $S''$ donde $S$ es el conjunto de las etiquetas asignadas a los elementos de $P$, $S'$ es el conjunto de las etiquetas asignadas a los elementos de la $H$, e $S''$ es el conjunto de las etiquetas asignadas a los no-agujeros vacíos. Tenga en cuenta que una paloma y un agujero puede tener la misma etiqueta en esta configuración. Y que la paloma etiquetados $x$ puede o no ser asignado al agujero etiquetados $x$. (Esto puede causar problemas! Hay una forma más elegante?)

El uso de Dedekind-finitud entonces, se puede demostrar que para cualquier función de $f$ de asignación de asignación de $S$ a $S''$, existe distintos $x$ $y$ $S$ tal que $f(x)=f(y)$, es decir, deben existir al menos dos palomas al menos en un agujero.


SEGUIMIENTO (2 años después)

Resulta que, para cualquier no-vacío (no necesariamente finita) conjunto de las palomas, si no existe ninguna surjection asignación de casilleros a las palomas, a continuación, debe haber al menos dos palomas en el mismo agujero. Ver mi prueba formal en la publicación de "El Principio del Palomar" en mi blog de matemáticas.

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